非离子型乳液（共3篇）
非离子型乳液 篇1
常见的乳液聚合, 如聚醋酸乙烯、醋丙、纯丙、苯丙等的乳液聚合, 经常会用到非离子表面活性剂 (APEO) +阴离子表面活性剂的复合体系来获得稳定的乳液[2,3]。APEO是烷基酚聚氧乙烯醚类化合物 (Alkylphenolethoxylate) 的简称, 包括烷基酚 (Alkylphenol, 简称AP) 和烷基酚聚氧乙烯醚Alkylphenolethoxylate, (简称APEO) , 是目前广泛使用的非离子表面活性剂的主要代表。Nonylphenol (简称NP) 壬基苯酚, Octylphenol (简称OP) 辛基苯酚, APEO具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作用, 如代表性化合物OP-10, 广泛应用于洗涤剂、个人护理的日用化工、纺织、造纸、石油、冶金、农药、制药、印刷、合成橡胶、合成树脂、塑料等行业。其中, 主要用作洗涤剂, 其次是纺织助剂。
APEO对生态的危害有三个方面: (1) 生产过程的副产物; (2) 毒性、生物降解性; (3) 环境激素。
1986年起欧美国家相继出台禁用APEO的禁令。欧洲议会和欧盟委员会早在2003年6月18日就颁布了指令2003/53/EC[4], 内容涉及限制某些危险物质如:nonylphenol/NP壬基酚, nonylphenol ethoxylate/NPEO壬基酚聚氧乙烯醚的使用、流通以及排放。纺织品印染加工中欧盟REACH法规要求助剂中NP和NPEO的含量必须小于0.1%。
由于禁用APEO, 市场出现了形形色色的环保非离子表面活性剂, 据称都可以替代APEO, 本文在这方面进行了一些探讨与研究。
1 实验部分
1.1 实验原材料
单体:醋酸乙烯 (VAC) 、丙烯酸 (AA) 、丙烯酸丁酯 (BA) 、苯乙烯 (ST) 。
表面活性剂:非离子:OP-10 (含APEO) 、AEO-9 (脂肪醇聚氧乙烯醚, 一种不含APEO的非离子表面活性剂) 、690 (一种不含APEO的非离子表面活性剂) 、SRNIE (一种不含APEO和甲醛的非离子表面活性剂, longtang公司) 、A-102 (磺基琥珀酸癸基聚氧乙烯 (6) 醚酯二钠, 阴非离子, 一种不含APEO表面活性剂) 、2035 (一种不含APEO的非离子表面活性剂) 、2590 (一种不含APEO的非离子表面活性剂) 。
阴离子:SDS (十二烷基硫酸钠) 。
其他助剂:APS、碳酸氢钠、异丙醇、氨水等。
1.2 实验设备
三口烧瓶, 可控恒流泵, 回流冷凝装置, 全自动控温水浴, 100目尼龙过滤网。
1.3 乳液合成
乳液聚合是单体在表面活性剂的作用及机械搅拌下, 在水中形成乳状液而进行聚合反应[2]。
研究中采用最直接简单的乳液聚合方法:表面活性剂溶解在水中单体直接滴加法 (这种方法最考较表面活性剂的优劣) 。
装有水浴、搅拌、回流装置的三口烧瓶, 把水、表面活性剂、助剂等加入烧瓶中, 搅拌, 升温到预定温度80℃下滴加单体, 然后90℃保温、冷却到60℃以下出料并过滤。
2 结果与讨论
观察乳液外观、过滤出来的粒子多少、烧瓶内壁及搅拌桨破乳物粘附状况。
实验配方中表面活性剂阴/非为1∶2。乳液投料sc:50%, 配方组成与实验结果见表1。
从表1结果可以看出, 不含APEO的几种非离子表面活性剂都基本能替代APEO的代表:OP-10, 效果有所差异, 部分有明显破乳渣粒, 一般在同等条件下比APEO稍差。但性能比较特出的有SRNIE非离子表面活性剂, 加入量只有0.6%, 明显比其他非离子表面活性剂 (也包括APEO) 的2%少得多。无破乳渣粒而且稳定性较好, 在乳液聚合中, 临界胶束浓度 (CMC) 越小, 乳化剂成核几率就越大、胶乳粒数目越多、胶乳粒直径越小[1]。显然SRNIE非离子表面活性剂有较低的临界胶束浓度 (CMC) 。在较低表面活性剂含量的情况下制得稳定乳液, 由于表面活性剂加入量很低, 在直接滴加单体的最简单工艺下还能保持较好稳定性, 对产物的耐水性、成膜性能、力学性能、粘结性能等等都将会有正面影响, 很有提高胶乳性能的潜力, 意义重大。例如微乳液聚合或者想要把一些容易水解单体 (如有机硅单体) 引入乳液配方中, 是不宜预先乳化, 直接滴加单体聚合效果会比较好。至于对乳液理化性能的影响, 还有待进一步深入研究。
3 结论
在乳液合成方面, 目前市场上这几种绿色环保的非离子表面活性剂基本可替代APEO, 效果与APEO比或稍有不如, 部分有明显破乳渣粒, 一般在同等条件下比APEO稍差。也有综合性能较为特出的如SRNIE非离子表面活性剂, 加入量只有0.6%就能取得良好的效果。明显比APEO和其他非离子表面活性剂优胜。确定乳液聚合配方前, 选择性能优异、合适的乳化剂体系至关重要。
摘要：就几种不同的环保或不环保的 (含APEO) 非离子表面活性剂对乳液聚合的影响进行一些探讨与研究, 寻找APEO的替代品及乳液聚合过程中对乳液稳定性的影响。表面活性剂 (特别是非离子型) 是乳液聚合中的重要助剂, 其性能很大程度上决定了乳液的最终性能:乳液稳定性、乳液粒子粒径大小、成品性能 (耐水性、成膜性能、力学性能、粘结性能等) 等等[1], 由于传统性能优异的APEO越来越大范围禁用, 选择绿色环保的非离子表面活性剂是从事合成乳液的化学专家重要任务。研究结果表明市场上绿色环保的非离子表面活性剂基本可替代APEO, 效果与APEO比或稍有不如, 也有综合性能较为特出的如SRNIE非离子表面活性剂, 明显比APEO优胜。
关键词：乳液聚合,非离子表面活性剂,APEO替代,单体直接滴加
参考文献
[1]黄凯兵, 梁巧灵, 李文佳, 等.绿色乳化剂在丙烯酸酯类乳液聚合中的应用研究[J].功能材料, 2011, 42 (3) :414-417.
[2]林尚安, 陆耘, 梁兆熙.高分子化学 (第二版) [M].北京:科学出版社, 1984:369-374.
[3]杨玉崑.压敏胶粘剂[M].北京:科学出版社, 1988:192-199.
[4]EU/EC 2003/53/EC-2003, DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL amending for the 26th time Council Directive 76/769/EEC relating to restrictions on the marketing and use of certain dangerous substances and preparations (nonylphenol, nonylphenol ethoxylate and cement) Text with EEA relevance[S].
非离子型乳液 篇2
1 实验
1.1 原料及仪器
醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸丁酯(BA)、聚乙烯醇-1799(PVA-1799),工业级,四川维尼纶厂;壬基酚聚氧乙烯基醚(OP-10),化学纯,北京化学试剂公司;十二烷基硫酸钠(SDS),分析纯,成都市科龙化工试剂厂;碳酸氢钠,分析纯,天津福晨化学试剂厂;过硫酸钾(KPS),分析纯,成都市科龙化工试剂厂。
DZF-6050型真空干燥箱,上海精宏实验设备有限公司;TDL-40B型离心机,深圳市科美嘉仪器设备有限公司;299-F1型热分析仪,德国NETZSCH;CMT4104型微机控制电子万能试验机,深圳市新三思计量技术有限公司。
1.2 VAc均聚乳液的合成
在四口烧瓶中加入PVA-1799和45mL蒸馏水,边搅拌边升温至90℃,恒定温度。待PVA全部溶解后,降温至72℃,加入0.4g SDS、0.8g OP-10及0.1g碳酸氢钠,待其溶解完全后加入9g VAc单体(共45g单体)。将0.2g引发剂(过硫酸钾,KPS)溶于15mL蒸馏水中,在单体预乳化0.5h时,10min内加入引发剂总量的1/3,当几乎没有单体冷凝回流时,继续滴加剩余的单体和引发剂。投料完毕后,保温恒速反应1.5h再缓慢升温至80℃,在此温度下反应1h后降温至室温,出料。
1.3 BA-VAc共聚乳液的合成
保持单体总量不变,以BA作改性单体,选用上述最佳合成工艺对VAc进行共聚改性研究。
1.4 胶膜制备
将VAc均聚乳液以及BA-VAc共聚乳液倒入模具中进行流延成膜。样品于室温下干燥3~5天后得到胶膜。
1.5 性能测试
(1)乳液凝胶率测试
乳液聚合反应完成后,过滤乳液,将得到的滤渣用水洗涤,在60℃烘箱中烘干至质量恒定。凝胶率越大乳液聚合稳定性越差。凝胶率计算公式为:
a=undefined×100%
式中:a为凝胶率;m1为凝胶物质量,g;m2为混合单体质量,g。
(2)乳液机械稳定性测试
将试样注入离心管内,在离心机上以3500r/min的转速离心0.5h,观察乳液破乳情况,以不出现或出现少量絮凝为合格。
(3)乳液储存稳定性测试
乳液静置3个月,观察乳液状态,如出现乳液分层、黏度明显增大等现象视为不稳定。
(4)乳液化学稳定性测试
将质量分数为5.0% 的CaCl2溶液以4∶1(质量比)与乳液配制,混合均匀后静置48h,观察乳液破乳情况,以不出现或出现少量絮凝为合格。
(5)乳液黏度测试
按GB/T 1723-93标准采用涂-4黏度计测定乳液黏度。
(6)胶膜耐湿性能测试
按GB1034-86 测试材料耐湿性。将制备好的试样于真空干燥箱中干燥至恒重,用分析天平称其干重,然后置于测试湿度环境中,每隔一段时间取出试样,称重。吸水率以质量增加百分率表示,计算公式为:
w=undefined×100%
式中:w为吸水率;W1为样品吸水后质量,g;W2为样品吸水前干重,g。
(7)胶膜力学性能测试
将制备好的胶膜于真空干燥箱中干燥24h后备用,用刀具将胶膜冲成哑铃型标准拉伸实验样条,采用CMT4104型微机控制电子万能试验机测试其拉伸性能,样条尺寸和拉伸实验方法参照小样测试标准。
(8)胶膜热稳定性测试
采用299-F1型热分析仪在空气氛围测试胶膜热稳定性。加热范围为室温~700℃,升温速率为20℃/min,气体流速为60mL/min,样品用量约为3mg。
2 结果与讨论
2.1 保护胶体用量对乳液性能的影响
乳液聚合过程中通常需要加入一些起保护作用的稳定物,如明胶、甲基纤维素、聚乙烯醇以及聚丙烯酸钠等,这些物质溶于水后并不能形成胶束,一般称为保护胶体。保护胶体与乳化剂配合使用可有效控制乳胶粒尺寸以及粒径分布,同时可明显提高乳液稳定性。本实验中采用聚乙烯醇(PVA-1799)为保护胶体。从表1中可以看出,随保护胶体用量的增加,乳液黏度逐渐增大,聚合稳定性逐渐变差。同时,当保护胶体的用量为单体总量的2.0%~3.0%时,乳液的化学稳定性、机械稳定性以及贮存稳定性均很好。
PVA-1799作为VAc乳液聚合保护胶体时,体系中存在大量的氢键,从而可在乳胶粒表面形成具有空间位阻效应的保护层[7]。当PVA-1799用量较少时,保护层与乳胶颗粒结合较弱,无法抑制外加离子对乳胶粒电荷平衡的破坏。随着PVA-1799用量的增大,保护层与乳胶粒结合紧密,同时由于PVA-1799自身存在大量羟基,分子之间氢键作用力进一步扩大保护层,使其可较大程度地抵制外加离子对乳液电荷平衡的负面影响,从而使乳液表现出良好的化学稳定性。分析PVA-1799分子结构,由于受羟基和未醇解酯基诱导效应,PVA-1799次甲基上碳原子和氢原子电子云密度较弱,受引发剂作用可与VAc在水相中进行少量接枝反应[8]。少量接枝反应物以及水相中自由存在的PVA-1799使乳液中存在大量分子链间的缠结,从而使分子之间以及分子链段运动时摩擦力增大,表现为乳液黏度明显增大。当保护胶体用量很大时,水相中接枝产物相对较多,引起溶液黏度大,幅度增大使乳液聚合过程中引发剂扩散困难,易发生局部爆聚或引发剂残留,从而使乳液聚合稳定性、机械稳定性以及贮存稳定性下降。考虑到产品的长期贮存以及耐水性能需求,在聚合时保护胶体用量为单体用量的3.0%。
2.2 BA用量对乳液性能的影响
VAc均聚乳液成膜温度较高,不利于其施工和应用,为降低乳液成膜温度和聚合物乳液胶膜玻璃化转变温度,本实验采用具有较低玻璃化转变温度(Tg≈-45℃)的BA为改性单体。表2为BA的引入对乳液稳定性及酯基水解率的影响。从表2中可以看出,BA的引入对乳液的稳定性没有负面影响,这主要是由于丙烯丁酯与VAc均为可乳液聚合单体并具有很好的相容性,因此在前述探索出的均聚乳液聚合条件下引入BA,乳液的化学稳定性、机械稳定性以及贮存稳定性均保持良好。向上述条件下的BA-VAc共聚乳液中引入阻燃剂,不会对乳液产生负面影响(如破乳或絮凝等)。
2.3 BA用量对聚合胶膜耐湿性能的影响
图1为BA用量对聚合胶膜耐湿性能的影响。
从图1中可以看到,随着BA用量增加聚合胶膜耐湿性能得到了明显改善。加入BA提高了聚合胶膜的耐湿性能,直接影响引入阻燃剂后阻燃材料的阻燃耐久性。由于相对于VAc,BA分子具有较小的极性,采用BA对VAc改性后,BA的疏水作用使潮湿环境中水分子进入聚合物胶膜大大受阻。同时,BA较VAc具有更大空间位阻和分子柔性,在潮湿环境中,进入聚合胶膜的少量水分子成为分子链段运动的增塑剂,BA分子侧基可以更好重排,以其空间位阻效应和疏水性进一步阻挡水分子入侵,从而提高聚合胶膜的耐湿性能。在此基础上制备的阻燃材料在潮湿环境中贮存或使用时不会因阻燃剂的较快逸出而降低阻燃效果。初步确定BA用量为单体总量的25%~30%,具体用量需通过其它性能测试数据进一步确定。
2.4 BA用量对聚合物胶膜力学性能的影响
表3为VAc以及BA-VAc聚合物胶膜的拉伸强度以及断裂伸长率测试结果。从表3中可以看出,随着BA用量增加聚合物薄膜的拉伸强度逐渐减小,当BA用量超过单体总量的25%后拉伸强度变化趋于平缓。断裂伸长率随BA用量的增加而增加,当BA用量为单体总量的20%左右时,断裂伸长率增大出现突跃。BA分子中具有柔性基团,当BA与VAc共聚后,共聚物大分子柔性明显增加,且聚合物在受到拉伸作用力时,大分子可以通过分子链段运动吸收能量。随着BA用量增加,大分子柔性增加,链段更易运动,并通过链段重排较大程度上吸收拉伸能量,表现出良好的断裂伸长率。但由于BA内增塑作用,聚合物分子之间作用力减弱,从而使聚合物拉伸强度随BA用量的增加而下降。当BA用量达到一定程度后,分子之间的内增塑作用饱和,拉伸强度变化趋于平缓。据上所述,要保证乳液成膜后具有一定的抗拉强度以及抗蠕变性能和耐温变性,BA的适宜用量应为单体总量的20%~25%。综合考虑BA的引入对共聚乳液稳定性能以及共聚胶膜耐水性能和力学性能的影响,确定BA的最佳用量为单体总量的25%。
2.5 BA用量对聚合胶膜热稳定性能的影响
本实验合成的BA-VAc共聚乳液主要用于制备阻燃型乳液基料,因此共聚乳液胶膜的热稳定性是评估该乳液对阻燃是否有利的重要因素。图2和图3分别为均聚VAc以及共聚VAc的TG和DTG曲线。
一般情况下,聚合物热分解5%时对应的温度为初始分解温度。从TG曲线上可以看到,BA-VAc共聚物的初始分解温度为287℃,远远高于VAc均聚物243℃的初始分解温度。DTG曲线给出了两种聚合物最大热释放速率对应的温度(Tmax),共聚物的Tmax比均聚物的高9℃。以上两点均说明BA-VAc共聚物的热稳定性高于VAc。其原因是,VAc均聚物在240℃左右易发生侧链酯基脱除反应[9],导致其稳定性较差;而在共聚物中,BA较大的侧基产生空间位阻和屏蔽效应,保护了VAc在较高温度下发生酯基脱除反应,从而使共聚物具有较好的热稳定性。形成碳层是提高阻燃性能的有利条件,在250~400℃范围内,共聚物残留量明显高于VAc均聚物,这为后续阻燃改性提供了不可缺少的碳源。热性能测试结果进一步说明,在聚合过程中BA的最佳用量为单体总量的25%。
3 结论
(1)保护胶体用量对乳液性能起着重要作用,实验结果表明,其最佳用量为单体总量的3.0%。
(2)聚合胶膜断裂伸长率和耐水性能随BA用量的增加明显提高,考虑胶膜综合性能,BA引入量应为单体总量的25%。
(3)引入单体总量25%的BA可使聚合胶膜初始分解温度升高44℃、最大热释放速率对应温度升高9℃,250~400℃范围内残留量明显增大,为材料的阻燃研究提供了热稳定基础。这进一步说明在聚合过程中BA的最佳用量为单体总量的25%。
参考文献
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非离子型乳液 篇3
但阳离子丙烯酸酯乳液的发展远不如阴离子, 其主要原因之一是阳离子丙烯酸酯乳液的稳定性问题。影响阳离子丙烯酸酯乳液稳定性的主要因素之一便是引发剂的选择和用量。这是因为引发剂的使用对乳液聚合反应的总速率和聚合物分子量影响很大, 从而直接影响了聚合物乳液的稳定性。在乳液聚合中, 广泛使用的引发剂有过硫酸盐类、氧化-还原引发剂体系、偶氮类等。本文先就不同种类的单一引发剂对阳离子丙烯酸酯乳液稳定性的影响进行比较和探讨, 在确定了引发剂种类后, 再进行不同用量的对比实验, 从而确定适宜的引发剂种类及用量。
1 实验
1.1 原料
甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 、丙烯酸丁酯 (BA) 、丙烯酸乙酯 (EA) 、醋酸乙烯酯 (VAC) 、丙烯腈 (AN) 、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 (DM) 、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 (DMC) 、十六烷基三甲基氯化铵 (1631) 、N-羟甲基丙烯酰胺 (NMA) 、偶氮二异丁腈 (AIBN) 、偶氮二异丁脒盐酸盐 (V50) 、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐 (VA044) 、偶氮二异丁酸二甲酯 (V601) 、过硫酸铵 (APS) , 以上均为试剂级。
1.2 合成方法
1.2.1 预乳化液的制备
将部分乳化剂、引发剂、去离子水加入装有搅拌装置的三口烧瓶中搅拌溶解, 在快速搅拌下将事先称量并混合好的单体经滴液漏斗滴入烧瓶中, 最后将交联剂水溶液滴入。滴加完毕后, 继续搅拌20~30 min即可。
1.2.2 共聚物乳液的制备
将10%~20%的预乳化液、1/8引发剂水溶液、去离子水及部分乳化剂加入装有搅拌装置、冷凝器、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中, 将剩余的预乳化液装入滴液漏斗中。开动搅拌, 水浴升温至78℃开始反应, 待温度回落时, 开始滴加预乳化液。在83~88℃下1h~2h滴加完毕, 保温反应1h后结束反应。当温度降至40℃时, 过滤出料。
1.3 性能测试
1.3.1 凝聚率的测定
凝聚率是表征乳液聚合稳定性的一项重要指标。反应中凝聚物占单体总量的分数越低, 表明聚合物乳液稳定性越好。将聚合完成后所得凝聚物收集起来, 置于烘箱中在120℃下烘干4 h至恒重A, 在室温下称重计算凝聚率。设乳液总重为B, 乳液固含量为S, 凝聚率为N, 则
1.3.2 黏度的测定
本实验采用NDJ-79型旋转式黏度计于室温下测定聚合物乳液的黏度。
1.3.3 p H稳定性
取试样5 g, 分别加入1 m L (1 mol/L) 盐酸和1 m L (1 mol/L) KOH溶液, 摇匀后, 室温下放置48小时, 观察其稳定性。
1.3.4 钙离子稳定性
在20 m L的刻度试管中加入16 m L聚合物乳液试样, 再加入4 m L 0.5%的Ca Cl2溶液, 摇匀, 静置48 h, 观察其有无沉淀、絮凝、分层等现象。若无, 则表示钙离子稳定性通过。
2 结果与讨论
2.1 不同引发剂对阳离子丙烯酸酯乳液聚合稳定性的影响
引发剂的选择应综合考虑溶解性、引发温度、半衰期、p H值等参数, 保证其与阳离子体系形成适宜的兼容性。引发剂须与聚合物有较好的相容性, 并且根据聚合温度选择适宜活性或半衰期的引发剂, 使自由基形成速率和聚合速率适中。引发剂分解活化能过高或半衰期过长, 则分解速率过低, 使聚合时间延长;但活化能过低, 半衰期过短, 使得引发过快, 难于控温, 有可能引起爆聚, 引发剂过早分解结束, 在转化率很低时就停止聚合[1]。上述两种极端情况都会破坏乳液聚合的稳定性。所以一般选择半衰期与聚合时间同数量级的引发剂。同时, 引发剂分解的速率随温度升高而变快, 因此温度控制对乳液聚合也很重要。本文以固含量为40%的阳离子丙烯酸酯乳液为例, 采用单一引发剂所得结果见表1。
根据实验结果, APS作为常用阴离子引发剂, 在阳离子丙烯酸酯乳液聚合中是失败的。主要原因就是S2O82-的阴离子性, 过硫酸根与阳离子组分上的正电荷发生中和反应, 一旦混合立即出现乳胶粒子团聚, 形成大量凝胶, 在预乳化过程中即宣告失败。AIBN与V601属油溶性引发剂, 易溶于油性单体中引发, 且半衰期、分解温度与反应温度相适应, 所以引发剂与单体一旦混合即迅速反应, 反应无法控制, 引发后短时间即产生大量凝胶, 导致乳液体系的失稳。VA044与V50分子上都因具有亲水性基团而水溶性良好。但VA044引发温度低, 在未达到反应温度甚至预乳化阶段时便开始分解引发聚合, 等达到聚合温度时早已分解殆尽。V50是所用引发剂中效果最好的, 聚合反应平稳, 所得乳液十分清透, 且带明显的红蓝光。
2.2 V50引发剂的用量选择
2, 2′-偶氮二异丁脒盐酸盐 (AIBA) , 也简称V50, 属中温引发剂 (33~100℃) , 其结构式如下:
其热分解速率为一级反应:
速率方程式:
式中:I———引发剂
R'———初级自由基
Rd———引发剂分解速率
kd———分解速率常数
一级反应引发剂在引发反应中进行平稳, 过程易控制, 易获得高线性和高分子量的聚合物, 且反应完全, 反应温度适宜。V50为水溶性偶氮类引发剂, 引发效率高, 分解平稳, 低温下能够高效引发聚合, 其分解产生的碎片·C (CH3) 2C+ (NH2) 2带有正电荷, 结合在乳胶粒表面有利于阳离子乳液的稳定[2]。因此V50是一种优异的阳离子引发剂。
引发剂的用量对聚合反应速率和分子量的影响至关重要, 直接影响聚合反应的稳定性和是否反应完全。引发剂用量过低, 单体转化率低;用量增大, 引发剂浓度增加, 形成自由基数目增多, 粒子碰撞几率增大, 导致粒径变大, 转化率增大, 但增大到一定程度, 用量再大, 转化率变化并不大;当引发剂用量过大时, 自由基增长速率过快, 造成体系中瞬间胶粒过于集中, 易产生凝胶, 降低了乳液聚合的稳定性。
由表2可以看出, 随着引发剂用量的增加, 黏度不断降低, 凝聚率却经历了一个先降低后升高的过程。当引发剂量较小时, 自由基较少, 仅引发少量单体发生聚合, 成核较少, 单体反应不完全, 不能很好地成核。当滴加预乳化液时, 乳胶粒径很大, 使得共聚物分子量较大, 体系黏度大, 不易散热, 易产生凝胶, 导致体系的不稳定, 且带有浓重的单体气味。当引发剂的量增大到0.4%~0.45%时, 引发剂浓度适宜, 平稳引发, 单体反应较为完全, 单体转化率逐渐增加, 得益于引发剂碎片的阳离子性所形成的静电作用, 共聚物分子量适中, 体系黏度降低, 聚合体系相对稳定。随着引发剂的进一步增加, 引发剂浓度增大, 自由基增长速率过快, 使得共聚物胶粒在短时间内过于集中, 从而引起胶粒粘结, 形成凝胶, 体系处于不稳定状态。由于凝胶的生成, 使得乳液中有效物含量降低, 乳液黏度不会太大。因此, 适合的引发剂用量为单体总量的0.4%。
3 结论
本文以合成固含量为40%的阳离子丙烯酸酯乳液为例, 将偶氮二异丁腈 (AIBN) 、偶氮二异丁脒盐酸盐 (V50) 、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐 (VA044) 、偶氮二异丁酸二甲酯 (V601) 、过硫酸铵 (APS) 作为单一引发剂引发聚合反应。经过实验比较, 选择偶氮二异丁脒盐酸盐 (V50) 作为阳离子乳液聚合用引发剂, 并就其不同用量进行探讨, 最终得出其最佳使用量为单体总量的0.4%。
摘要：本文采用BA/MMA/DM/DMC为单体, 以制备固含量为40%阳离子丙烯酸酯乳液为例, 就不同单一引发剂及其用量对乳液聚合稳定性的影响进行了讨论。结果表明:阳离子丙烯酸酯乳液聚合最适宜引发剂为V50, 其最佳用量为单体总量的0.4%。
关键词：阳离子,引发剂,乳液聚合
参考文献
[1]傅和青.引发剂及其对乳液聚合的影响[J].合成材料老化与应用, 2004, 33 (3) :39-42.